JPH04348239A - トルク・回転センサ - Google Patents
トルク・回転センサInfo
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- JPH04348239A JPH04348239A JP3059833A JP5983391A JPH04348239A JP H04348239 A JPH04348239 A JP H04348239A JP 3059833 A JP3059833 A JP 3059833A JP 5983391 A JP5983391 A JP 5983391A JP H04348239 A JPH04348239 A JP H04348239A
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- rotating shaft
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/36—Inputs being a function of speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/14—Inputs being a function of torque or torque demand
- F16H59/16—Dynamometric measurement of torque
-
- G—PHYSICS
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
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- G01L3/109—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving measuring phase difference of two signals or pulse trains
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
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- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S477/904—Control signal is acceleration
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転駆動される回転軸
に加わるトルクとこの回転軸の回転数とを検出するトル
ク・回転センサに関する。
に加わるトルクとこの回転軸の回転数とを検出するトル
ク・回転センサに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車のトルクコンバータを用いた自動
変速機においては、変速制御やライン圧制御等はエンジ
ン回転数やスロットルバルブ開度に基いて実施されてい
る。これに対して、上記ライン圧制御をタービン軸のト
ルクに基いて実行することが自動変速機の特性向上に有
効であることは知られている。
変速機においては、変速制御やライン圧制御等はエンジ
ン回転数やスロットルバルブ開度に基いて実施されてい
る。これに対して、上記ライン圧制御をタービン軸のト
ルクに基いて実行することが自動変速機の特性向上に有
効であることは知られている。
【0003】ところで、上記タービン軸のような回転駆
動される回転軸のトルクを直接検出するために磁気セン
サを用いるという技術は知られている。すなわち、この
ものは、回転軸に各々回転軸周方向の位置信号が記録さ
れる一対の磁気記録部を軸方向に間隔をおいて設け、こ
の一対の磁気記録部の各々に上記位置信号の記録再生を
行なうための一対の磁気ヘッドを対向させ、この両磁気
ヘッドによりそれぞれ再生される位置信号の位相のずれ
に基いて上記回転軸の捩れ量を測定し、この捩れ量に基
いて上記トルクを求めるというものである。(特公昭5
5−34369号公報参照)。
動される回転軸のトルクを直接検出するために磁気セン
サを用いるという技術は知られている。すなわち、この
ものは、回転軸に各々回転軸周方向の位置信号が記録さ
れる一対の磁気記録部を軸方向に間隔をおいて設け、こ
の一対の磁気記録部の各々に上記位置信号の記録再生を
行なうための一対の磁気ヘッドを対向させ、この両磁気
ヘッドによりそれぞれ再生される位置信号の位相のずれ
に基いて上記回転軸の捩れ量を測定し、この捩れ量に基
いて上記トルクを求めるというものである。(特公昭5
5−34369号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、上記磁気セン
サによってタービン軸のトルクを検出し、上記自動変速
機の制御に供するということが考えられる。一方、この
自動変速機の制御には、上記タービン軸のトルクのみな
らず、上記変速制御やトルクダウン制御のためにエンジ
ン回転数を別途検出する必要がある。このエンジン回転
数の検出に関しては上記タービン軸の回転数の検出によ
り実施することができる。
サによってタービン軸のトルクを検出し、上記自動変速
機の制御に供するということが考えられる。一方、この
自動変速機の制御には、上記タービン軸のトルクのみな
らず、上記変速制御やトルクダウン制御のためにエンジ
ン回転数を別途検出する必要がある。このエンジン回転
数の検出に関しては上記タービン軸の回転数の検出によ
り実施することができる。
【0005】しかし、このように、1つの回転軸からト
ルクと回転数とを検出する場合、各々の検出のためのセ
ンサを必要とするとともに、これにセンサの配設スペー
スを確保する必要があり、上述の自動変速機のような装
置においては装置自体が大型になるとともに、その重量
増を招き、さらに、コスト的にも高いものになる。
ルクと回転数とを検出する場合、各々の検出のためのセ
ンサを必要とするとともに、これにセンサの配設スペー
スを確保する必要があり、上述の自動変速機のような装
置においては装置自体が大型になるとともに、その重量
増を招き、さらに、コスト的にも高いものになる。
【0006】すなわち、本発明の課題は、上述の如き問
題を解消することができるトルク・回転センサを提供す
ることにある。
題を解消することができるトルク・回転センサを提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題に対して、回転軸のトルクの検出に上記磁気センサを
用いるとともに、この磁気センサを用いて回転軸の回転
数をも検出できるようにするものである。
題に対して、回転軸のトルクの検出に上記磁気センサを
用いるとともに、この磁気センサを用いて回転軸の回転
数をも検出できるようにするものである。
【0008】すなわち、上記課題を解決する具体的な手
段は、回転駆動される回転軸に加わるトルクとこの回転
軸の回転数とを検出するトルク・回転センサであって、
上記回転軸に軸方向に間隔をおいて設けられ、各々回転
軸周方向の位置信号が記録される一対の磁気記録部と、
上記一対の磁気記録部の各々に対向するように配設され
、上記位置信号の記録再生を行なうための一対の磁気ヘ
ッドと、上記一対の磁気ヘッドによりそれぞれ再生され
る位置信号の上記回転軸の捩れによって生ずる位相のず
れ量に基いて上記回転軸に加わるトルクを検出するトル
ク演算手段と、上記一対の磁気ヘッドのうちの一方によ
り再生される位置信号の再生周波数に基いて上記回転軸
の回転数を演算する回転数演算手段とを備えていること
を特徴とするものである。以下、これを第1の手段とい
う。
段は、回転駆動される回転軸に加わるトルクとこの回転
軸の回転数とを検出するトルク・回転センサであって、
上記回転軸に軸方向に間隔をおいて設けられ、各々回転
軸周方向の位置信号が記録される一対の磁気記録部と、
上記一対の磁気記録部の各々に対向するように配設され
、上記位置信号の記録再生を行なうための一対の磁気ヘ
ッドと、上記一対の磁気ヘッドによりそれぞれ再生され
る位置信号の上記回転軸の捩れによって生ずる位相のず
れ量に基いて上記回転軸に加わるトルクを検出するトル
ク演算手段と、上記一対の磁気ヘッドのうちの一方によ
り再生される位置信号の再生周波数に基いて上記回転軸
の回転数を演算する回転数演算手段とを備えていること
を特徴とするものである。以下、これを第1の手段とい
う。
【0009】第2の手段は、上記第1の手段における一
対の磁気記録部に位置信号を記録する磁気ヘッドの各々
の記録周波数を互いに異なるものとし、回転数演算手段
では、回転軸の低回転域においては上記一対の磁気記録
部のうち記録周波数が高い方の磁気記録部からの再生周
波数に基いて上記回転軸の回転数を演算し、上記回転軸
の高回転域においては上記一対の磁気記録部のうち記録
周波数が低い方の磁気記録部からの再生周波数に基いて
上記回転軸の回転数を演算するようにするものである。
対の磁気記録部に位置信号を記録する磁気ヘッドの各々
の記録周波数を互いに異なるものとし、回転数演算手段
では、回転軸の低回転域においては上記一対の磁気記録
部のうち記録周波数が高い方の磁気記録部からの再生周
波数に基いて上記回転軸の回転数を演算し、上記回転軸
の高回転域においては上記一対の磁気記録部のうち記録
周波数が低い方の磁気記録部からの再生周波数に基いて
上記回転軸の回転数を演算するようにするものである。
【0010】第3の手段は、上記第1の手段または第2
の手段を自動変速機の駆動制御に用いたものであり、具
体的には、上記回転軸は自動変速機のタービン軸とし、
上記トルク演算手段では上記自動変速機の駆動を制御す
るための上記タービン軸のトルクを演算し、上記回転数
演算手段では上記自動変速機の駆動を制御するための上
記タービン軸の回転数を演算するものである。
の手段を自動変速機の駆動制御に用いたものであり、具
体的には、上記回転軸は自動変速機のタービン軸とし、
上記トルク演算手段では上記自動変速機の駆動を制御す
るための上記タービン軸のトルクを演算し、上記回転数
演算手段では上記自動変速機の駆動を制御するための上
記タービン軸の回転数を演算するものである。
【0011】また、上記各手段において、磁気ヘッドと
しては、記録と再生とを兼用する磁気ヘッドを用いても
よく、記録専用ヘッドと再生専用ヘッドとを別に設けて
もよい。
しては、記録と再生とを兼用する磁気ヘッドを用いても
よく、記録専用ヘッドと再生専用ヘッドとを別に設けて
もよい。
【0012】
【作用】上記第1の手段においては、回転軸はトルクが
加わった場合に捩れを招き、このため、回転軸の軸方向
に離れた2か所の磁気記録部に一対の磁気ヘッドにより
記録され再生される位置信号は位相のずれを生ずる。す
なわち、この位相のずれは、上記回転軸の捩れに対応、
つまり、上記トルクに対応するものであり、よって、こ
の位相のずれ量に基いてトルク演算手段により上記トル
クを求めることができる。一方、上記磁気記録部に記録
された位置信号の再生周波数は回転軸の回転数に対応す
るものになるから、この再生周波数に基いて回転数演算
手段により上記回転軸の回転数を求めることができる。 そして、このように、上記磁気記録部と磁気ヘッドとを
回転軸のトルクの検出と回転数の検出とに兼用すること
ができるから、部品点数を削減することができるととも
に、トルク・回転センサの大型化を防止することができ
るものである。
加わった場合に捩れを招き、このため、回転軸の軸方向
に離れた2か所の磁気記録部に一対の磁気ヘッドにより
記録され再生される位置信号は位相のずれを生ずる。す
なわち、この位相のずれは、上記回転軸の捩れに対応、
つまり、上記トルクに対応するものであり、よって、こ
の位相のずれ量に基いてトルク演算手段により上記トル
クを求めることができる。一方、上記磁気記録部に記録
された位置信号の再生周波数は回転軸の回転数に対応す
るものになるから、この再生周波数に基いて回転数演算
手段により上記回転軸の回転数を求めることができる。 そして、このように、上記磁気記録部と磁気ヘッドとを
回転軸のトルクの検出と回転数の検出とに兼用すること
ができるから、部品点数を削減することができるととも
に、トルク・回転センサの大型化を防止することができ
るものである。
【0013】ところで、上記回転数の演算においては、
回転軸の回転数が低くなると、磁気ヘッドにより再生さ
れる回転軸1回転当りの信号数少なく、つまりは再生周
波数が低くなり、回転数の検出誤差を招き易くなる。一
方、回転軸の回転数が高くなると、上記再生周波数が高
くなるため、今度は回転数演算手段における負担が大き
くなる。
回転軸の回転数が低くなると、磁気ヘッドにより再生さ
れる回転軸1回転当りの信号数少なく、つまりは再生周
波数が低くなり、回転数の検出誤差を招き易くなる。一
方、回転軸の回転数が高くなると、上記再生周波数が高
くなるため、今度は回転数演算手段における負担が大き
くなる。
【0014】これに対して、第2の手段においては、回
転軸の低回転域においては、位置信号の記録周波数が高
い方の磁気記録部からの再生周波数に基いて上記回転軸
の回転数を演算するようにしたから、上記低回転域にお
いても再生周波数が高くなり、検出誤差が少なくなる。 一方、上記回転軸の高回転域においては、位置信号の記
録周波数が低い方の磁気記録部からの再生周波数に基い
て上記回転軸の回転数を演算するようにしたから、再生
周波数の過度上昇がなくなり、回転数演算手段の負担が
軽くなる。
転軸の低回転域においては、位置信号の記録周波数が高
い方の磁気記録部からの再生周波数に基いて上記回転軸
の回転数を演算するようにしたから、上記低回転域にお
いても再生周波数が高くなり、検出誤差が少なくなる。 一方、上記回転軸の高回転域においては、位置信号の記
録周波数が低い方の磁気記録部からの再生周波数に基い
て上記回転軸の回転数を演算するようにしたから、再生
周波数の過度上昇がなくなり、回転数演算手段の負担が
軽くなる。
【0015】第3の手段は、上記第1の手段または第2
の手段を自動変速機用としたものであり、この自動変速
機のタービン軸のトルクの検出と回転数の検出とにあた
って、それぞれ専用のセンサを設ける必要がないから、
センサ配設スペースの確保の面で有利になり、自動変速
機の大型化や重量増を防止することができるとともに、
自動変速機の構成要素の設計変更が少なくて済む。
の手段を自動変速機用としたものであり、この自動変速
機のタービン軸のトルクの検出と回転数の検出とにあた
って、それぞれ専用のセンサを設ける必要がないから、
センサ配設スペースの確保の面で有利になり、自動変速
機の大型化や重量増を防止することができるとともに、
自動変速機の構成要素の設計変更が少なくて済む。
【0016】
【発明の効果】従って、第1の手段によれば、回転軸に
一対の磁気記録部を軸方向に間隔をおいて設け、この両
磁気記録部の各々に位置信号の記録再生を行なうための
磁気ヘッドを対向するように配設し、上記各磁気ヘッド
により再生される位置信号の位相のずれ量に基いて上記
回転軸に加わるトルクを検出するトルク演算手段と、上
記2つの磁気ヘッドのうちの一方により再生される位置
信号の再生周波数に基いて上記回転軸の回転数を演算す
る回転数演算部とを設けたから、回転軸のトルクと回転
数とを検出するに要する部品点数を削減し、センサの大
型化や重量増を防止することができるとともに、コスト
の低減も可能になる。
一対の磁気記録部を軸方向に間隔をおいて設け、この両
磁気記録部の各々に位置信号の記録再生を行なうための
磁気ヘッドを対向するように配設し、上記各磁気ヘッド
により再生される位置信号の位相のずれ量に基いて上記
回転軸に加わるトルクを検出するトルク演算手段と、上
記2つの磁気ヘッドのうちの一方により再生される位置
信号の再生周波数に基いて上記回転軸の回転数を演算す
る回転数演算部とを設けたから、回転軸のトルクと回転
数とを検出するに要する部品点数を削減し、センサの大
型化や重量増を防止することができるとともに、コスト
の低減も可能になる。
【0017】第2の手段によれば、一対の磁気記録部に
各々位置信号を記録する磁気ヘッドの記録周波数を互い
に異なるものとし、回転数演算手段では、回転軸の低回
転域においては上記記録周波数が高い方の磁気記録部か
らの再生周波数に基いて上記回転軸の回転数を演算し、
上記回転軸の高回転域においては記録周波数が低い方の
磁気記録部からの再生周波数に基いて上記回転軸の回転
数を演算するようにしたから、高回転時における回転数
演算手段の回転数の演算に要する負担を少なくしながら
、低回転時における回転数の検出誤差を防止することが
できるようになる。
各々位置信号を記録する磁気ヘッドの記録周波数を互い
に異なるものとし、回転数演算手段では、回転軸の低回
転域においては上記記録周波数が高い方の磁気記録部か
らの再生周波数に基いて上記回転軸の回転数を演算し、
上記回転軸の高回転域においては記録周波数が低い方の
磁気記録部からの再生周波数に基いて上記回転軸の回転
数を演算するようにしたから、高回転時における回転数
演算手段の回転数の演算に要する負担を少なくしながら
、低回転時における回転数の検出誤差を防止することが
できるようになる。
【0018】第3の手段によれば、回転軸を自動変速機
のタービン軸とし、トルク演算手段により上記自動変速
機の駆動を制御するための上記タービン軸のトルクを演
算し、回転数演算手段により上記自動変速機の駆動を制
御するための上記タービン軸の回転数を演算するように
したから、自動変速機の大型化や重量増、あるいは大き
な設計変更を招くことなく、上記タービン軸のトルクと
回転数とを検出して自動変速機の制御特性の向上を図る
ことができる。
のタービン軸とし、トルク演算手段により上記自動変速
機の駆動を制御するための上記タービン軸のトルクを演
算し、回転数演算手段により上記自動変速機の駆動を制
御するための上記タービン軸の回転数を演算するように
したから、自動変速機の大型化や重量増、あるいは大き
な設計変更を招くことなく、上記タービン軸のトルクと
回転数とを検出して自動変速機の制御特性の向上を図る
ことができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【0020】図1は自動車の自動変速機に用いるトルク
・回転センサの構成を示す。同図において、1は鉄系材
料により形成されたタービン軸(回転軸)であり、この
タービン軸1にはその軸方向に間隔をおいて第1及び第
2の磁気記録部2,3が設けられている。そして、この
第1及び第2の磁気記録部2,3に対向するように第1
及び第2の磁気ヘッド4,5が配設され、この磁気ヘッ
ド4,5より得られる信号を信号処理手段6で処理し、
自動変速機の制御手段7に与えるようにしている。
・回転センサの構成を示す。同図において、1は鉄系材
料により形成されたタービン軸(回転軸)であり、この
タービン軸1にはその軸方向に間隔をおいて第1及び第
2の磁気記録部2,3が設けられている。そして、この
第1及び第2の磁気記録部2,3に対向するように第1
及び第2の磁気ヘッド4,5が配設され、この磁気ヘッ
ド4,5より得られる信号を信号処理手段6で処理し、
自動変速機の制御手段7に与えるようにしている。
【0021】上記磁気記録部2,3は、図2に示すよう
に、非磁性被膜8の上に磁性被膜9が設けられてなり、
タービン軸1の全周にわたってリング状に形成されてい
る。上記非磁性被膜8は、上記磁気ヘッド4,5によっ
て磁性被膜9に信号を記録するときのタービン軸1への
磁束の洩れを防止するためのものであり、本例の場合は
アルミニウム系金属の溶射により形成されている。一方
、上記磁性被膜9は、上記磁気ヘッド4,5によって信
号、すなわち、タービン軸周方向の位置信号が記録され
るものであり、Fe3 O4 (四三酸化鉄)を主とし
て含有する酸化鉄の溶射により形成されている。
に、非磁性被膜8の上に磁性被膜9が設けられてなり、
タービン軸1の全周にわたってリング状に形成されてい
る。上記非磁性被膜8は、上記磁気ヘッド4,5によっ
て磁性被膜9に信号を記録するときのタービン軸1への
磁束の洩れを防止するためのものであり、本例の場合は
アルミニウム系金属の溶射により形成されている。一方
、上記磁性被膜9は、上記磁気ヘッド4,5によって信
号、すなわち、タービン軸周方向の位置信号が記録され
るものであり、Fe3 O4 (四三酸化鉄)を主とし
て含有する酸化鉄の溶射により形成されている。
【0022】第1及び第2の磁気ヘッド4,5は、上記
磁気記録部2,3に上記位置信号をタービン軸周方向に
所定周波数で記録するとともに、この記録された位置信
号を再生する記録再生兼用型ヘッドである。また、信号
処理手段6は、上記磁気ヘッド4,5で得られる位置信
号の再生周波数に基いてタービン軸1に加わるトルクを
演算するトルク演算手段と、上記再生周波数に基いてタ
ービン軸1の回転数を演算する回転数演算手段とを備え
てなる。さらに、制御手段7は、上記信号処理手段6に
より演算されたトルクと回転数とに基いて、自動変速機
の変速制御、ライン圧制御、トルクダウン制御等を実行
するものである。
磁気記録部2,3に上記位置信号をタービン軸周方向に
所定周波数で記録するとともに、この記録された位置信
号を再生する記録再生兼用型ヘッドである。また、信号
処理手段6は、上記磁気ヘッド4,5で得られる位置信
号の再生周波数に基いてタービン軸1に加わるトルクを
演算するトルク演算手段と、上記再生周波数に基いてタ
ービン軸1の回転数を演算する回転数演算手段とを備え
てなる。さらに、制御手段7は、上記信号処理手段6に
より演算されたトルクと回転数とに基いて、自動変速機
の変速制御、ライン圧制御、トルクダウン制御等を実行
するものである。
【0023】図3はエンジン11及び自動変速機12を
示す。同図において、13はエアクリーナ14から吸気
マニホールド15に延びる吸気通路に介設されたスロッ
トルバルブ、16は前記スロットルバルブ13の開度を
検出するスロットル開度センサである。また、17はエ
ンジン11のクランク軸の回転を自動変速機12のター
ビン軸1に伝達するトルクコンバータである。
示す。同図において、13はエアクリーナ14から吸気
マニホールド15に延びる吸気通路に介設されたスロッ
トルバルブ、16は前記スロットルバルブ13の開度を
検出するスロットル開度センサである。また、17はエ
ンジン11のクランク軸の回転を自動変速機12のター
ビン軸1に伝達するトルクコンバータである。
【0024】自動変速機12は、上記トルクコンバータ
17と、多板クラッチやバンドブレーキ等の摩擦締結要
素を有する遊星歯車式変速機構による補助変速装置と、
上記トルクコンバータ17のロックアップクラッチや上
記摩擦締結機構を作動せしめる複数の油圧シリンダと、
コントロールバルブユニット18とを備えてなる。コン
トロールバルブユニット18は、上記各油圧シリンダへ
供給するライン圧を制御するデューティソレノイドバル
ブ19を有するライン圧制御機構と、各油圧シリンダへ
のライン圧の給排制御を行なう複数の変速用ソレノイド
バルブ20とを有するものであり、上記自動変速機12
の内部に組み込まれている。40は上記信号処理手段6
及び制御手段7を備えたコントロールユニットである。
17と、多板クラッチやバンドブレーキ等の摩擦締結要
素を有する遊星歯車式変速機構による補助変速装置と、
上記トルクコンバータ17のロックアップクラッチや上
記摩擦締結機構を作動せしめる複数の油圧シリンダと、
コントロールバルブユニット18とを備えてなる。コン
トロールバルブユニット18は、上記各油圧シリンダへ
供給するライン圧を制御するデューティソレノイドバル
ブ19を有するライン圧制御機構と、各油圧シリンダへ
のライン圧の給排制御を行なう複数の変速用ソレノイド
バルブ20とを有するものであり、上記自動変速機12
の内部に組み込まれている。40は上記信号処理手段6
及び制御手段7を備えたコントロールユニットである。
【0025】次に、上記信号処理手段6のトルク演算手
段によるタービン軸1に加わるトルクの演算及び回転数
演算手段によるタービン軸1の回転数の演算について説
明する。
段によるタービン軸1に加わるトルクの演算及び回転数
演算手段によるタービン軸1の回転数の演算について説
明する。
【0026】まず、上記第1及び第2の磁気ヘッド4,
5は、タービン軸1の磁気記録部2,3への位置信号の
記録周波数が互いに異なり、図4に示すように、第1磁
気ヘッド4は記録周波数が低く、第2磁気ヘッド5は記
録周波数が高い。そして、この両磁気ヘッド4,5は、
タービン軸1に負荷トルクが作用していない状態で互い
に位相を一致せしめて位置信号を記録する(図4参照)
。従って、上記タービン軸1に負荷トルクが作用すると
、タービン軸1に若干の捩れを生ずる結果、上記両磁気
ヘッド4,5による上記位置信号の再生周波数は、図5
に示すように互いの位相がずれる。このずれ量Δtは、
上記タービン軸1の捩れ角度に対応し、従って、タービ
ン軸1に作用する負荷トルクに対応する。
5は、タービン軸1の磁気記録部2,3への位置信号の
記録周波数が互いに異なり、図4に示すように、第1磁
気ヘッド4は記録周波数が低く、第2磁気ヘッド5は記
録周波数が高い。そして、この両磁気ヘッド4,5は、
タービン軸1に負荷トルクが作用していない状態で互い
に位相を一致せしめて位置信号を記録する(図4参照)
。従って、上記タービン軸1に負荷トルクが作用すると
、タービン軸1に若干の捩れを生ずる結果、上記両磁気
ヘッド4,5による上記位置信号の再生周波数は、図5
に示すように互いの位相がずれる。このずれ量Δtは、
上記タービン軸1の捩れ角度に対応し、従って、タービ
ン軸1に作用する負荷トルクに対応する。
【0027】そうして、上記トルク演算手段は、上記両
磁気ヘッド4,5よる再生周波数に基いて上記ずれ量Δ
tを演算し、次式に基いてタービン軸1に加わっている
トルクTを求めるものである。
磁気ヘッド4,5よる再生周波数に基いて上記ずれ量Δ
tを演算し、次式に基いてタービン軸1に加わっている
トルクTを求めるものである。
【0028】T=π2 Gd4 ΔtN/16Lなお、
πは円周率、Gはタービン軸1の横弾性係数、dはター
ビン軸1の直径、Nはタービン軸の回転数、Lは上記磁
気記録部2,3の間隔である。
πは円周率、Gはタービン軸1の横弾性係数、dはター
ビン軸1の直径、Nはタービン軸の回転数、Lは上記磁
気記録部2,3の間隔である。
【0029】一方、上記回転数演算手段は、上記磁気ヘ
ッド4,5のいずれか一方により得られる再生周波数に
基いて次式によりタービン軸1の回転数Nを求めるもの
である。
ッド4,5のいずれか一方により得られる再生周波数に
基いて次式によりタービン軸1の回転数Nを求めるもの
である。
【0030】N=No f/fo
なお、No は位置信号記録時のタービン軸1の回転数
、fo はそのときの記録周波数、fは再生周波数であ
る。
、fo はそのときの記録周波数、fは再生周波数であ
る。
【0031】そうして、上記回転数演算手段は、タービ
ン軸1の低回転域において演算を実行する低回転モード
と、タービン軸1の回転数が所定回転数(例えば200
0RPM)を越える高回転域で演算を実行する高回転モ
ードとを有し、低回転モードでは上記記録周波数が高い
方の磁気ヘッド4を用いて上記回転数を演算し、高回転
モードでは記録周波数が低い方の磁気ヘッド5を用いて
上記回転数を演算するものである。
ン軸1の低回転域において演算を実行する低回転モード
と、タービン軸1の回転数が所定回転数(例えば200
0RPM)を越える高回転域で演算を実行する高回転モ
ードとを有し、低回転モードでは上記記録周波数が高い
方の磁気ヘッド4を用いて上記回転数を演算し、高回転
モードでは記録周波数が低い方の磁気ヘッド5を用いて
上記回転数を演算するものである。
【0032】次に上記自動変速機12のライン圧制御機
構について図6に基いて説明する。同図において、21
はエンジン11により駆動されるポンプPで発生した油
圧を油路22から受け所定圧に減圧する減圧バルブ、2
3は前記減圧バルブ21により減圧された油圧を油路2
4を介して受ける一方、上記油圧をデューティソレノイ
ドバルブ19が設けられたデューティ圧通路25を介し
てパイロット圧として受けるスロットルモジュレータバ
ルブである。スロットルモジュレータバルブ23は、デ
ューティソレノイドバルブ19のデューティ比に応じた
スロットルモジュレータ圧を発生する。この場合、デュ
ーティソレノイドバルブ19におけるオン・オフ作動1
周期当りのオン時間比率(デューティ比)を制御するこ
とによって、デューティ圧通路25内の作動油圧(デュ
ーティ圧)が調整されることになる(デューティ比が高
くなるほどデューティ圧は低くなる)。
構について図6に基いて説明する。同図において、21
はエンジン11により駆動されるポンプPで発生した油
圧を油路22から受け所定圧に減圧する減圧バルブ、2
3は前記減圧バルブ21により減圧された油圧を油路2
4を介して受ける一方、上記油圧をデューティソレノイ
ドバルブ19が設けられたデューティ圧通路25を介し
てパイロット圧として受けるスロットルモジュレータバ
ルブである。スロットルモジュレータバルブ23は、デ
ューティソレノイドバルブ19のデューティ比に応じた
スロットルモジュレータ圧を発生する。この場合、デュ
ーティソレノイドバルブ19におけるオン・オフ作動1
周期当りのオン時間比率(デューティ比)を制御するこ
とによって、デューティ圧通路25内の作動油圧(デュ
ーティ圧)が調整されることになる(デューティ比が高
くなるほどデューティ圧は低くなる)。
【0033】26は上記スロットルモジュレータ圧をパ
イロット圧通路27を介して受け、ポンプPで発生した
油圧を各変速段において上記摩擦締結機構の油圧シリン
ダを作動させるに最適な圧力に調整するライン圧制御バ
ルブである。上記パイロット圧通路27には、この通路
内で油圧の脈動が発生したときにそれを吸収し上記ライ
ン圧制御バルブ26に供給されるパイロット圧を安定化
させるアキュムレータ28が設けられている。このアキ
ュムレータ28は、ドレンポート29と排圧ポート30
とを有し、リリーフバルブとしても機能するようになっ
ている。
イロット圧通路27を介して受け、ポンプPで発生した
油圧を各変速段において上記摩擦締結機構の油圧シリン
ダを作動させるに最適な圧力に調整するライン圧制御バ
ルブである。上記パイロット圧通路27には、この通路
内で油圧の脈動が発生したときにそれを吸収し上記ライ
ン圧制御バルブ26に供給されるパイロット圧を安定化
させるアキュムレータ28が設けられている。このアキ
ュムレータ28は、ドレンポート29と排圧ポート30
とを有し、リリーフバルブとしても機能するようになっ
ている。
【0034】また、上記ライン圧制御バルブ26におい
て、31はマニュアルバルブのリバースポートに通ずる
リバース油路、32及び33は上記摩擦締結機構の油圧
シリンダに通ずる第1及び第2のライン油路、34はト
ルクコンバータ17に通ずるコンバータ油路、35はド
レン油路である。
て、31はマニュアルバルブのリバースポートに通ずる
リバース油路、32及び33は上記摩擦締結機構の油圧
シリンダに通ずる第1及び第2のライン油路、34はト
ルクコンバータ17に通ずるコンバータ油路、35はド
レン油路である。
【0035】上記ライン圧制御バルブ26等の作動を説
明すると、エンジン11が停止しライン圧が作用してい
ない状態ではスプリング36によるスプール37の付勢
によりコンバータ油路34は閉鎖されている。エンジン
11が始動され、オイルポンプPからのライン圧が第1
ライン油路32から作用すると、パイロット圧と上記ス
プリング36との付勢力に抗してスプール37が左方へ
移動し、コンバータ油路34が開通し、コンバータ油圧
がトルクコンバータ17に作用する。アクセル開度の拡
大に伴い、エンジン回転数が上昇してライン圧が高くな
ると、スプール37はさらに左方へ移動し、第1ライン
油路32及びドレン油路35を介してドレンが行なわれ
、ライン圧はパイロット圧とスプリング36とによる付
勢力に釣り合った位置で一定油圧に安定した状態になる
。
明すると、エンジン11が停止しライン圧が作用してい
ない状態ではスプリング36によるスプール37の付勢
によりコンバータ油路34は閉鎖されている。エンジン
11が始動され、オイルポンプPからのライン圧が第1
ライン油路32から作用すると、パイロット圧と上記ス
プリング36との付勢力に抗してスプール37が左方へ
移動し、コンバータ油路34が開通し、コンバータ油圧
がトルクコンバータ17に作用する。アクセル開度の拡
大に伴い、エンジン回転数が上昇してライン圧が高くな
ると、スプール37はさらに左方へ移動し、第1ライン
油路32及びドレン油路35を介してドレンが行なわれ
、ライン圧はパイロット圧とスプリング36とによる付
勢力に釣り合った位置で一定油圧に安定した状態になる
。
【0036】従って、コントロールユニット40によっ
てデューティソレノイドバルブ19のデューティ比を制
御してデューティ圧ひいてはパイロット圧を調節するこ
とにより、上記パイロット圧とスプリング36とによる
付勢力を制御し、この付勢力に釣り合うためのライン圧
を制御できることになる。
てデューティソレノイドバルブ19のデューティ比を制
御してデューティ圧ひいてはパイロット圧を調節するこ
とにより、上記パイロット圧とスプリング36とによる
付勢力を制御し、この付勢力に釣り合うためのライン圧
を制御できることになる。
【0037】上記コントロールユニット40について説
明すると、これは、CPUとROMとRAMとを含むマ
イクロコンピュータと、入出力インターフェイスと、A
/D変換器及び波形整形回路と、変速用ソレノイドバル
ブ20のための駆動回路及びデューティソレノイドバル
ブ19のための駆動回路等を備えている。そうして、上
記マイクロコンピュータのROMには、変速制御のため
のプログラムと、ライン圧制御のためのプログラムと、
トルクダウン制御のためのプログラムとが予め入力格納
されている。
明すると、これは、CPUとROMとRAMとを含むマ
イクロコンピュータと、入出力インターフェイスと、A
/D変換器及び波形整形回路と、変速用ソレノイドバル
ブ20のための駆動回路及びデューティソレノイドバル
ブ19のための駆動回路等を備えている。そうして、上
記マイクロコンピュータのROMには、変速制御のため
のプログラムと、ライン圧制御のためのプログラムと、
トルクダウン制御のためのプログラムとが予め入力格納
されている。
【0038】上記変速制御は、上記信号処理手段6の回
転数演算手段からの回転数信号と、スロットル開度セン
サ16からのスロットル開度信号とにより例えば図7に
示す変速特性に基いて変速段を決定し、その変速段とな
るように変速用ソレノイドバルブ20を制御することを
内容とするものである。
転数演算手段からの回転数信号と、スロットル開度セン
サ16からのスロットル開度信号とにより例えば図7に
示す変速特性に基いて変速段を決定し、その変速段とな
るように変速用ソレノイドバルブ20を制御することを
内容とするものである。
【0039】上記ライン圧制御は、上記信号処理手段6
のトルク演算手段からのトルク信号と上記回転数信号と
を読み込み、摩擦締結機構の複数の油圧シリンダへ供給
されるライン圧PL を次式により決定し、デューティ
ソレノイドバルブ19を介してライン圧制御することを
内容するものである。図8は、変速時の入力トルク(タ
ービン軸トルク)及び出力トルクの経時変化を示す。
のトルク演算手段からのトルク信号と上記回転数信号と
を読み込み、摩擦締結機構の複数の油圧シリンダへ供給
されるライン圧PL を次式により決定し、デューティ
ソレノイドバルブ19を介してライン圧制御することを
内容するものである。図8は、変速時の入力トルク(タ
ービン軸トルク)及び出力トルクの経時変化を示す。
【0040】PL =K1 ・T+K2 ・N+K3な
お、K1 ,K2 ,K3 は定数、T及びNはタービ
ン軸1のトルク及び回転数である。
お、K1 ,K2 ,K3 は定数、T及びNはタービ
ン軸1のトルク及び回転数である。
【0041】また、トルクダウン制御は、上記変速段の
切り換えに伴う出力トルクの急上昇による変速ショック
を緩和するために、上記信号処理手段6の回転数演算手
段からの回転数信号に基いて、図9に示すように回転数
変化の変曲点(変速開始点に相当)から設定時間tだけ
エンジン11からの入力トルクを一時的に低減せしめる
トルクダウン信号を出力するものである。
切り換えに伴う出力トルクの急上昇による変速ショック
を緩和するために、上記信号処理手段6の回転数演算手
段からの回転数信号に基いて、図9に示すように回転数
変化の変曲点(変速開始点に相当)から設定時間tだけ
エンジン11からの入力トルクを一時的に低減せしめる
トルクダウン信号を出力するものである。
【0042】次に、上記自動変速機12の制御の流れを
図10を参照しながら説明する。
図10を参照しながら説明する。
【0043】まず、タービン軸1の回転数の演算におい
ては、予め低回転モードに設定されており、その状態で
センサ(磁気ヘッド4)からの信号を読み込んで回転数
演算手段によりタービン軸回転数RPMを演算する(ス
テップS1〜S3)。そして、上記回転数RPMが20
00を越える場合は高回転モードに設定し、磁気ヘッド
5による信号に基いて回転数RPMを演算し直した後に
、トルク演算手段によりタービン軸トルクTQを演算す
る(ステップS4〜S7)。一方、上記回転数RPMが
2000以下ならば、そのままステップS7に進んで上
記タービン軸トルクTQの演算を行なう。
ては、予め低回転モードに設定されており、その状態で
センサ(磁気ヘッド4)からの信号を読み込んで回転数
演算手段によりタービン軸回転数RPMを演算する(ス
テップS1〜S3)。そして、上記回転数RPMが20
00を越える場合は高回転モードに設定し、磁気ヘッド
5による信号に基いて回転数RPMを演算し直した後に
、トルク演算手段によりタービン軸トルクTQを演算す
る(ステップS4〜S7)。一方、上記回転数RPMが
2000以下ならば、そのままステップS7に進んで上
記タービン軸トルクTQの演算を行なう。
【0044】そうして、変速が行なわれない場合には、
上記回転数RPMとトルクTQとに基いてライン圧が決
定され、それに応じたデューティ比が決定されてデュー
ティソレノイドバルブ19を制御する(ステップS8〜
S11)。一方、変速が行われる場合は、変速時の回転
数RPMとトルクTQとに基いてライン圧が決定され、
それに応じたデューティ比が決定されてデューティソレ
ノイドバルブ19が制御され、さらに上記回転数RPM
の演算読み込みによりトルクダウン制御開始のための変
曲点の判定が行われる(ステップS12〜S16)。そ
して、この変曲点が判定されるとトルクダウン開始信号
が出力され、設定時間t経過後にトルクダウン終了信号
が出力される(ステップS17〜S20)。
上記回転数RPMとトルクTQとに基いてライン圧が決
定され、それに応じたデューティ比が決定されてデュー
ティソレノイドバルブ19を制御する(ステップS8〜
S11)。一方、変速が行われる場合は、変速時の回転
数RPMとトルクTQとに基いてライン圧が決定され、
それに応じたデューティ比が決定されてデューティソレ
ノイドバルブ19が制御され、さらに上記回転数RPM
の演算読み込みによりトルクダウン制御開始のための変
曲点の判定が行われる(ステップS12〜S16)。そ
して、この変曲点が判定されるとトルクダウン開始信号
が出力され、設定時間t経過後にトルクダウン終了信号
が出力される(ステップS17〜S20)。
【0045】従って、上記実施例の場合、磁気記録部2
,3は、溶射による非磁性被膜8の上に溶射による磁性
被膜9を設けることにより構成されているから、機械的
耐久性や熱的耐久性に優れ、また、この磁気記録部2,
3及び磁気ヘッド4,5を回転数検出とトルク検出とに
兼用しているから、センサ系がコンパクトにまとまり、
自動変速機の大型化や重量増を避けることができるとと
もに、自動変速機本体側の設計変更も少なくて済むこと
になる。また、タービン軸1の回転数の演算においては
、低回転域では記録周波数が高い方の磁気ヘッド4を用
いて演算が行なわれるから、検出精度が高まり、高回転
域では記録周波数が低い方の磁気ヘッド5を用いて演算
が行なわれるから、回転数演算手段の負担が軽くなり、
コントロールユニット40の処理能力の点で有利になる
。さらに、ライン圧制御にタービン軸1のトルクを用い
ているから、摩擦締結機構の必要トルクに対して理想的
なライン圧制御を行なうことが可能になる。
,3は、溶射による非磁性被膜8の上に溶射による磁性
被膜9を設けることにより構成されているから、機械的
耐久性や熱的耐久性に優れ、また、この磁気記録部2,
3及び磁気ヘッド4,5を回転数検出とトルク検出とに
兼用しているから、センサ系がコンパクトにまとまり、
自動変速機の大型化や重量増を避けることができるとと
もに、自動変速機本体側の設計変更も少なくて済むこと
になる。また、タービン軸1の回転数の演算においては
、低回転域では記録周波数が高い方の磁気ヘッド4を用
いて演算が行なわれるから、検出精度が高まり、高回転
域では記録周波数が低い方の磁気ヘッド5を用いて演算
が行なわれるから、回転数演算手段の負担が軽くなり、
コントロールユニット40の処理能力の点で有利になる
。さらに、ライン圧制御にタービン軸1のトルクを用い
ているから、摩擦締結機構の必要トルクに対して理想的
なライン圧制御を行なうことが可能になる。
【0046】なお、本発明は上記実施例に限られるもの
でなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の
変更が可能である。例えば、磁気記録部はFe3 O4
以外のコバルトなど他の磁性金属の溶射によって形成
することができ、また溶射に限らず、メッキ法、塗布法
など他の手段を用いて形成してもよい。さらに、本発明
が上記タービン軸のトルクと回転数との検出に限らず、
工作機械その他の機械器具に用いられる回転軸のトルク
と回転数との検出にも適用できることはもちろんである
。
でなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の
変更が可能である。例えば、磁気記録部はFe3 O4
以外のコバルトなど他の磁性金属の溶射によって形成
することができ、また溶射に限らず、メッキ法、塗布法
など他の手段を用いて形成してもよい。さらに、本発明
が上記タービン軸のトルクと回転数との検出に限らず、
工作機械その他の機械器具に用いられる回転軸のトルク
と回転数との検出にも適用できることはもちろんである
。
図面は本発明の実施例を示す。
【図1】実施例の全体構成を示す構成図
【図2】磁気記
録部を示す断面図
録部を示す断面図
【図3】自動変速機の全体構成を示す構成図
【図4】記
録周波数特性図
録周波数特性図
【図5】再生周波数及び位相のずれを示す特性図
【図6
】ライン圧制御機構を示す構成図
】ライン圧制御機構を示す構成図
【図7】変速制御の特
性図
性図
【図8】入力トルク及び出力トルクの経時変化を示す特
性図
性図
【図9】タービン軸回転数とトルクダウン制御期間との
関係を示す特性図
関係を示す特性図
【図10】自動変速機における制御の流れを示すフロー
図
図
1 タービン軸(回転軸)
2,3 磁気記録部
4,5 磁気ヘッド
6 信号処理手段(トルク演算手段,回転数演算
手段)
手段)
Claims (3)
- 【請求項1】回転駆動される回転軸に加わるトルクとこ
の回転軸の回転数とを検出するトルク・回転センサであ
って、上記回転軸に軸方向に間隔をおいて設けられ、各
々回転軸周方向の位置信号が記録される一対の磁気記録
部と、上記一対の磁気記録部の各々に対向するように配
設され、上記位置信号の記録再生を行なうための一対の
磁気ヘッドと、上記一対の磁気ヘッドによりそれぞれ再
生される位置信号の上記回転軸の捩れによって生ずる位
相のずれ量に基いて上記回転軸に加わるトルクを検出す
るトルク演算手段と、上記一対の磁気ヘッドのうちの一
方により再生される位置信号の再生周波数に基いて上記
回転軸の回転数を演算する回転数演算手段とを備えてい
ることを特徴とするトルク・回転センサ。 - 【請求項2】一対の磁気記録部に位置信号を記録する磁
気ヘッドは、各々の記録周波数が互いに異なり、回転数
演算手段は、回転軸の低回転域においては上記一対の磁
気記録部のうち記録周波数が高い方の磁気記録部からの
再生周波数に基いて上記回転軸の回転数を演算し、上記
回転軸の高回転域においては上記一対の磁気記録部のう
ち記録周波数が低い方の磁気記録部からの再生周波数に
基いて上記回転軸の回転数を演算するものである請求項
1に記載のトルク・回転センサ。 - 【請求項3】回転軸は、自動変速機のタービン軸であり
、トルク演算手段は、上記自動変速機の駆動を制御する
ための上記タービン軸のトルクを演算し、回転数演算手
段は、上記自動変速機の駆動を制御するための上記ター
ビン軸の回転数を演算する請求項1または請求項2に記
載のトルク・回転センサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3059833A JPH04348239A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | トルク・回転センサ |
US07/856,667 US5297044A (en) | 1991-03-25 | 1992-03-24 | Torque and rotating speed sensor |
KR1019920004844A KR920018465A (ko) | 1991-03-25 | 1992-03-25 | 토오크 및 회전속도센서 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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